Aplicação de energia fotovoltaica em veículos baja

Abstract

A energia solar vem sendo impulsionada para diferentes tipos de aplicações, sendo uma delas os sistemas off-grid, especialmente, em veículos. O objetivo central deste trabalho é abordar a aplicação de energia fotovoltaica em veículos baja, buscando desenvolver uma solução que integre um sistema embarcado alimentado por uma bateria recarregável através de um módulo fotovoltaico. A pesquisa envolveu a análise das melhores práticas e tecnologias disponíveis para a implementação de energia fotovoltaica em sistemas off-grid, considerando desafios específicos como armazenamento de energia e eficiência do sistema. Assim, por meio da fundamentação teórica, foi possível compreender sobre a energia solar e sua aplicação off-grid, implementando um desenvolvimento funcional. Diante disso, verificou-se que o módulo fotovoltaico utilizado apresentou um desempenho satisfatório, viável para a aplicação proposta e também, destaca-se a relevância do módulo de carregador de bateria, essencial para a compreensão da literatura sobre o controlador de carga e aplicável ao desenvolvimento da ideia inicial. Assim, os testes em bancada desempenharam um papel fundamental na validação do circuito antes da inserção do módulo fotovoltaico e com o conjunto completo resultou na comprovação da funcionalidade do protótipo. Isso foi facilitado pelo desenvolvimento de um firmware, o qual tem o intuito de interpretar a distância enviada pelo sensor ultrassônico e enviar para o LED, fazendo-o piscar caso a distância seja menor que 15 cm, se mostrando essencial para validar os testes e fornecer uma resposta sem a necessidade de visualização serial. Os resultados obtidos apontam para um desempenho promissor do protótipo, contribuindo para possíveis trabalhos e estudos futuros. A solução demonstrou ser autossuficiente para alimentar os sistemas eletrônicos, confirmando a viabilidade da aplicação. Conclui-se que este estudo promove a implementação de energia solar em sistemas off-grid, oferecendo um potencial de inovação no setor automotivo, especialmente em competições baja.

Solar energy is being used for different types of applications, one of which is off-grid systems, especially in vehicles. The main objective of this work is to address the application of photovoltaic energy in Baja vehicles, seeking to develop a solution that integrates an on-board system powered by a rechargeable battery through a photovoltaic module. The research involved analyzing the best practices and technologies available for implementing photovoltaic energy in off-grid systems, considering specific challenges such as energy storage and system efficiency. Thus, through the theoretical foundation, it was possible to understand solar energy and its off-grid application, implementing a functional development. The photovoltaic module used performed satisfactorily and was viable for the proposed application, and the battery charger module was essential for understanding the literature on the charge controller and applicable to the development of the initial idea. Thus, the bench tests played a fundamental role in validating the circuit before inserting the photovoltaic module, and with the complete set, the prototype's functionality was proven. This was facilitated by the development of firmware, which interprets the distance sent by the ultrasonic sensor and sends it to the LED, causing it to flash if the distance is less than 15 cm, proving essential for validating the tests and providing a response without the need for serial display. The results obtained point to the prototype's promising performance, contributing to possible future work and studies. The solution proved to be self-sufficient in powering the electronic systems, confirming the viability of the application. It is concluded that this study promotes the implementation of solar energy in off-grid systems, offering potential for innovation in the automotive sector, especially in Baja competitions.